Lĩnh vực 02
Mạch điện
Dòng điện chạy như thế nào và cách điều khiển nó
Mạch điện cung cấp điện cho đèn, điện thoại và động cơ. Ở đây, bạn sẽ học điều gì làm cho dòng điện chạy và cách sử dụng điện an toàn.
Bạn sẽ học được gì
- Điện áp, dòng điện và điện trở là gì
- Vì sao mạch điện phải kín thì dòng điện mới chạy được
- Sự khác nhau giữa mắc nối tiếp và mắc song song
- Vì sao linh kiện cần dòng điện phù hợp: không quá nhỏ, cũng không quá lớn
Ví dụ thí nghiệm
-
Thắp sáng một đèn LED (điốt phát quang) và chọn điện trở giữ cho đèn an toàn.
-
Mắc hai bóng đèn nối tiếp, rồi mắc song song, và so sánh độ sáng của chúng.
-
Thêm một công tắc và tìm vị trí đặt nó để điều khiển cả mạch.
Những thứ bạn có thể chế tạo
-
Một chiếc đèn pin có công tắc
-
Một chiếc đèn ngủ
-
Một thiết bị báo động đơn giản có còi
Những ví dụ này cho thấy loại công việc trong lĩnh vực này. Các bài học khi được phát hành có thể khác.
Thử một mô hình nhỏ
Những mô hình nhỏ này chạy ngay trong trình duyệt của bạn và vẫn tiếp tục hoạt động khi không có mạng, sau khi trang đã tải xong. Đây là các mô hình giảng dạy đơn giản hóa, không phải bộ máy mô phỏng của MEKALUMI.
Bảo vệ đèn LED
Chọn pin và điện trở, rồi đóng công tắc. Nếu dòng điện quá nhỏ, đèn LED (điốt phát quang) sẽ không sáng. Nếu dòng điện quá lớn, một đèn LED thật có thể bị cháy.
- Dòng điện
- 11,4 mA
- Đèn LED
- Sáng an toàn.
Điện trở hạn chế dòng điện. Định luật Ôm cho bạn biết dòng điện là bao nhiêu: dòng điện = (điện áp pin − điện áp LED) ÷ điện trở.
Mô hình: pin lý tưởng; đèn LED đỏ có độ sụt áp cố định 2 V, an toàn với dòng điện đến khoảng 20 mA.
Những gì mô phỏng đơn giản hóa
- Pin và dây dẫn thường được coi là lý tưởng, nhưng pin thật sẽ cạn dần và dây dẫn thật sẽ nóng lên.
- Các linh kiện trong mô phỏng giống hệt nhau; còn linh kiện thật hơi khác nhau một chút.
Mọi mô phỏng đều đơn giản hóa thực tế. Hiểu mô phỏng đơn giản hóa như thế nào cũng là một phần của việc học kỹ thuật.
Liên hệ với các môn học ở trường
Vật lý, toán học (định luật Ôm), công nghệ
Liên hệ với các lĩnh vực khác
Từ mạch điện, bạn có thể đi tiếp sang logic số, thiết kế mạch in, tự động hóa và robot học.
Điều nên biết
Mạch điện ảo an toàn để khám phá. Điện từ ổ cắm trên tường thì nguy hiểm: đừng bao giờ làm thí nghiệm với nó.